PEMFC电堆

针对高原氢能机车的运行需求，该电堆采用膜电极衰减机理模型与自适应健康运行策略，在高原低氧环境下长时运行时可有效延缓衰减。

Yin, Liangzhen · 李奇 · Shuqi, Xie · 王轶文 · Tianle, Su · Weirong, Chen

IEEE Transactions on Transportation Electrification 2026

技术优势

衰减可精确模拟

建立了基于膜电极衰减的机理模型，能够准确模拟高原环境下PEMFC系统的衰减过程，为优化运行策略提供依据。

健康状态可量化评估

选取电化学活性面积和膜厚度作为关键退化指标来提取电堆健康状态，结合系统净功率构建综合评价模型，权衡健康状态与性能输出。

控制策略可靠

基于扰动观测器的解耦滑模控制方法能够可靠跟踪最优健康运行区域，在高原条件下有效延长使用寿命并保持高净功率输出。

应用场景

• 氢能机车：用于高原氢能机车的电堆，通过优化运行策略在低氧低压环境下延长寿命并维持净功率输出。
• 高原动力系统：解决高原环境加速燃料电池衰减的问题，通过自适应运行控制保障动力系统在高原长期可靠运行。
• 长寿命燃料电池：通过权衡健康状态与输出功率的优化运行区域和鲁棒控制，有效延长燃料电池使用寿命。
• 健康管理：利用ECSA和膜厚度等关键退化指标提取健康状态，实现燃料电池系统的在线健康管理与寿命优化。